骨格筋分化の運命を決定する高次クロマチン構造制御機構の解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23310134
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ゲノム生物学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 大川 恭行 九州大学, 医学研究院, 准教授 (80448430)
• 研究分担者: 岡田 誠司 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (30448435)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: クロマチン / 骨格筋分化 / 次世代シークエンサー / ジーンクラスタリング

研究概要

本研究では、分化に伴って発現するすべての遺伝子の発現制御、つまり、高次制御の全容解明を行うため、発生胚を含めたゲノムワイドな解析系を構築した。その結果、骨格筋分化の発生段階ではH3.3のマーキングが形成されたゲノム領域ではH3K27me3とH3K4me3の双極性修飾が形成されること、分化に伴って双極性修飾がいずれか片方に変化していくことが明らかとなった。またH3.1を強制的に取り込ませた場合、H3.3と異なりH3K27me3の修飾のみが形成されることが明らかとなった。以上のことからヒストンバリアントはヒストン修飾の選択性を決定することで分化制御を行ってることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Generation of a monoclonal antibody for INI1/hSNF5/BAF47 (2014)
  • 著者名/発表者名: Harada A, Hayashi M, Kuniyoshi Y, Semba Y, Sugahara S, Tachibana T, Ohkawa Y, Fujita M
  • 雑誌名: Monoclon Antib Immunodiagn Immunother 巻: 33(1) ページ: 49-51
  • DOI: 10.1089/mab.2013.0065.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of a monoclonal antibody for C/EBPβ : the subnuclear localization of C/EBPβ in mouse L929 cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Harada A, Okazaki E, Okada S, Tachibana T, Ohkawa Y
  • 雑誌名: Monoclon Antib Immunodiagn Immunother 巻: 33(1) ページ: 34-7
  • DOI: 10.1089/mab.2013.0069
  • 査読あり
• [雑誌論文] The PPARγ locus makes long-range chromatin interactions with selected tissue-specific gene loci during adipocyte differentiation in a protein kinase A dependent manner (2014)
  • 著者名/発表者名: LeBlanc SE, Wu Q, Barutcu AR, Xiao H, Ohkawa Y, Imbalzano AN
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9(1) ページ: e86140
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0086140
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human TREX component Thoc5 affects alternative polyadenylation site choice by recruiting mammalian cleavage factor I (2013)
  • 著者名/発表者名: Katahira J, Okuzaki D, Inoue H, Yoneda Y, Maehara K, Ohkawa Y
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 41(14) ページ: 7060-72
  • DOI: 10.1093/nar/gkt414
  • 査読あり
• [雑誌論文] Therapeutic activities of engrafted neural stem/precursor cells are not dormant in the chronically injured spinal cord (2013)
  • 著者名/発表者名: Kumamaru H, Saiwai H, Kubota K, Kobayakawa K, Yokota K, Ohkawa Y, Shiba K, Iwamoto Y, Okada S
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: 31(8) ページ: 1535-47
  • DOI: 10.1002/stem.1404
  • 査読あり
• [雑誌論文] A co-localization model of paired ChIP-seq data using a large ENCODE data set enables comparison of multiple samples (2013)
  • 著者名/発表者名: Maehara K, Odawara J, Harada A, Yoshimi T, Nagao K, Obuse C, Akashi K, Tachibana T, Sakata T, Ohkawa Y
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 41(1) ページ: 54-62
  • DOI: 10.1093/nar/gks1010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chd2 interacts with H3.3 to determine myogenic cell fate (2012)
  • 著者名/発表者名: Harada A, Okada S, Konno D, Odawara J, Yoshimi T, Yoshimura S, Kumamaru H, Saiwai H, Tsubota T, Kurumizaka H, Akashi K, Tachibana T, Imbalzano AN, Ohkawa Y.
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 31(13) ページ: 2994-3007
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Age-related differences in cellular and molecular profiles of inflammatory responses after spinal cord injury (2012)
  • 著者名/発表者名: Kumamaru H, Saiwai H, Ohkawa Y, Yamada H, Iwamoto Y, Okada S
  • 雑誌名: J Cell Physiol 巻: 227(4) ページ: 1335-46
  • DOI: 10.1002/jcp.22845
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct isolation and RNA-seq reveal environment-dependent properties of engrafted neural stem/progenitor cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Kumamaru H, Ohkawa Y, Saiwai H, Yamada H, Kubota K, Kobayakawa K, Akashi K, Okano H, Iwamoto Y, Okada S
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 3 ページ: 1140
  • DOI: 10.1038/ncomms2132
  • 査読あり
• [雑誌論文] The classification of mRNA expression levels by the phosphorylation state of RNAPII CTD based on a combined genome-wide approach (2011)
  • 著者名/発表者名: Odawara J, Harada A, Yoshimi T, Maehara K, Tachibana T, Okada S, Akashi K, Ohkawa Y
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 12 ページ: 516
  • DOI: 10.1186/1471-2164-12-516
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of a rat monoclonal antibody specific for hsp72 (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M, Shiota M, Okada S, Harada A, Odawara J, Mun S, Iwao H, Ohkawa Y
  • 雑誌名: Hybridoma 巻: 30(4) ページ: 397-400
  • DOI: 10.1089/hyb.2011.0015
  • 査読あり
• [学会発表] The balance of histone H3 variants around transcription start sites dictates cell differential potential (2014)
  • 著者名/発表者名: Akihito Harada, Kazumitsu Maehara, Yasuyuki Ohkawa
  • 学会等名: Keystone Symposia
  • 発表場所: Santa Fe Community Convention Center (USA)
  • 年月日: 2014-02-06
• [学会発表] The formation of nucleosome positioning patterns flanked by transcription factor binding site (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazumitsu Maehara, Yasuyuki Ohkaw
  • 学会等名: Keystone Symposia
  • 発表場所: Santa Fe Community Convention Center (USA)
  • 年月日: 2014-02-06
• [学会発表] ヒストンH3 バリアントの選択的取り込みは骨格筋分化能を支配する (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁 ,前原一満 ,佐藤優子, 今野大治郎, 立花太郎, 木村宏, 大川恭行
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫)
  • 年月日: 2013-12-05
• [学会発表] ヒストンH3 バリアントは骨格筋分化能を決定する (2013)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行, 原田哲仁, 前原一満
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫)
  • 年月日: 2013-12-05
• [学会発表] 単一のChIP-Seq データを使った細胞分化におけるヌクレオソーム配置と転写因子結合の一体的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前原一満, 大川恭行
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫)
  • 年月日: 2013-12-05
• [学会発表] マウス胚性幹細胞においてChromodomain Helicase DNA binding protein (Chd5)はOct3/4 と共役して未分化性の維持に寄与する (2013)
  • 著者名/発表者名: 林正康, 小田原淳, 原田哲仁, 前原一満, 吉見智彦, 立花太郎, 赤司浩一, 大川恭行
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫)
  • 年月日: 2013-12-04
• [学会発表] Epigenomic approach unveils cell fate decision (2013)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 日本遺伝学会第85回大会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス(神奈川)
  • 年月日: 2013-09-21
• [学会発表] High order chromatin regulation in skeletal muscle differentiation (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Ohkawa, Hitoshi Kurumizaka, Hiroshi Kimura
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川)
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] Histone bariants determine the lineage potential of skeletal muscle (2013)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: Fukuoka Internasional Symposium on Genomics & Epigenomics 2013
  • 発表場所: 九州大学(福岡)
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] ヒストンバリアントH3.3 による細胞運命決定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 第65回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: ウィンクあいち(名古屋)
  • 年月日: 2013-06-20
• [学会発表] 共局在性を評価する回帰モデルとENCODE データセットを用いたChlP-seq データの複数サンプル比較解析法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前原一満, 小田原淳, 原田哲仁, 大川恭行
  • 学会等名: 第65回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: ウィンクあいち(名古屋)
  • 年月日: 2013-06-19
• [学会発表] ヒストンバリアントによる骨格筋運命決定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行, 原田哲仁
  • 学会等名: 第7回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 奈良県新公会堂
  • 年月日: 2013-05-31
• [学会発表] 次世代シークエンサーによる細胞分化運命決定メカニズムの解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 第56回日本腎臓学会学術総会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2013-05-11
• [学会発表] 共局在回帰モデルとENCODE データセットを介したChIP-seq データの多サンプル比較解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 前原一満, 小田原淳, 原田哲仁, 吉見智彦, 長尾恒治, 小布施力史, 立花太郎, 坂田年男, 大川恭行
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 第35 回日本分子生物学会年会
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] 高次クロマチン構造制御による骨格筋分化制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] Chd2 依存的なH3.3 マーキングが筋発生における骨格筋遺伝子のbivalent geneの形成に必要である (2012)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁, 小田原淳, 前原一満, 立花太郎, 木村宏, 大川恭行
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] 高次クロマチン構造における細胞分化運命決定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 第33回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: ホテル日航福岡
  • 年月日: 2012-07-05
• [学会発表] ヒストンバリアントH3.3 取り込みによる骨格筋分化運命決定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 第6回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 学術総合センター(東京)
  • 年月日: 2012-05-14
• [学会発表] Control of gene expression through the phosphorylation of Ser2 and Ser5 of RNAPII : A combined analysis for ChIPseq and RNAseq (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Odawara, Akihito Harada, Yasuyuki Ohkawa
  • 学会等名: KEYSTONE SYMPOSIA
  • 発表場所: Keystone Resort (USA)
  • 年月日: 2012-01-19
• [学会発表] Chd-2 dependent deposition of H3.3 is required for myogenic cell fate (2012)
  • 著者名/発表者名: Akihito Harada, Anthony N. Imbalzano, Yasuyuki Ohkawa
  • 学会等名: KEYSTONE SYMPOSIA
  • 発表場所: Keystone Resort (USA)
  • 年月日: 2012-01-19
• [学会発表] The deposition of histone varients is the basis of chromatin structual changes in cell fate decision (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Ohkawa, Jun Odawara, Akihito Harada
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川)
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] Chd-2 dependent deposition of H3.3 is crucial for Brg1 recruitment in myogenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Akihito Harada, Jun Odawara, Kazumitu Maehara, Tomohiko Yoshimi, Saori Yoshimura, Taro Tachibana, Hitoshi Kurumizaka, Hiroshi Kimura, Yasuyuki Ohkawa
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川)
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] Control of gene expression through the phosphorylation of Ser2 and Ser5 of RNAPII : A combined analysis for ChIPseq and RNAseq (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazumitu Maehara, Jun Odawara, Akihito Harada, Tomohiko Yoshimi, Taro Tachibana, Yasuyuki Ohkawa
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川)
  • 年月日: 2011-12-14
• [図書] エピジェネティクスで解く細胞運命制御,クロマチン構造から理解する細胞運命決, 実験医学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行, 原田哲仁
  • 総ページ数: 2083-2088
  • 出版者: 羊土社
• [図書] ChIP-seq のためのクロマチン免疫沈降法, 実験医学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行, 小田原淳, 原田哲仁
  • 総ページ数: 577-582
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 骨格筋分化における高次クロマチン構造解析, 細胞工学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁, 大川恭行
  • 総ページ数: 877-881
  • 出版者: 学研メディカル秀潤社
• [図書] An improved restriction enzyme accessibility assay for analyzing changes in chromatin structure in samples of limited cell number. Springer (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohkawa Y, Mallappa C, Vallaster CS, Imbalzano AN
  • 総ページ数: 531-42
  • 出版者: Methods Mol Biol
• [図書] Isolation of nuclei from skeletal muscle satellite cells and myofibers for use in chromatin immunoprecipitation assays. Springer (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohkawa Y, Mallappa C, Vallaster CS, Imbalzano AN.
  • 総ページ数: 517-30
  • 出版者: Methods Mol Biol
• [備考]
  • URL: http://chromatin.med.kyushu-u.ac.jp/
• [備考] 九州大学医学研究院先端医療医学部門エピジェネティクス分野/大川研究室